XML, DTD, XML Schema

Documents XML bien formés et documents XML ... 2. La latitude doit être un nombre décimal avec une valeur comprise entre ... Les validateurs représentent tous une transformation de validation qui ...... Attention la suite va être en anglais !!
848KB taille 3 téléchargements 332 vues
XML, DTD, XML Schema Cours 4, David Laurent [email protected] http://www.lami.univ-evry.fr/~dlaurent

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

XML

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Principe de XML

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Avantages de XML

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Documents XML valides • Documents XML bien formés et documents XML valides • créés pour protéger les applications de la diversité des documents XML et leur permettre d’être dégagées du souci de recevoir une information ou un format imprévu.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Exemple 32,904237 73,620290 2

Les données sont elles valides ? Pour être valides, elles doivent répondre à ces constraintes : 1. Une position doit comprendre une latitude suivi par une longitude, suivi par une indication de l’incertitude des mesures 2. La latitude doit être un nombre décimal avec une valeur comprise entre -90 et +90 3. La longitude doit être décimal avec une valeur comprise entre -180 et +180 4. La latitude et la longitude doivent avoir 6 chiffres après la virgule. 5. La valeur de l’incertitude doit être un entier non négatif 6. La valeur de l’unité de l’incertitude doit être en mètres ou en pieds. On peut exprimer toutes ces contraintes avec un langage dédié 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Valider vos données 32,904237 73,620290 2

Instance de document

validateur

Données ok!

- vérifie que la latitude est bien entre -90 et +90 - vérifie que la longitude est bien entre -180 and +180 - vérifie que la fraction décimale est de 6 chiffres ...

Langage d’écriture de schémas XML •

Les validateurs représentent tous une transformation de validation qui – prend en entrée un modèle et une instance de document – et produit en sortie un rapport de validation et optionnellement un ensemble d’informations issues de la validation (PSVI – Post Schema Validation Infoset)

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Validateurs de schéma •





En ligne de commande – XSV by Henry Thompson • ftp://ftp.cogsci.ed.ac.uk/pub/XSV/XSV12.EXE Avec une API – xerces by Apache • http://www.apache.org/xerces-j/index.html – IBM Schema Quality Checker (Note: this tool is only used to check your schema. It cannot be used to validate an instance document against a schema.) • http://www.alphaworks.ibm.com/tech/xmlsqc – MSXML4.0 • http://www.microsoft.com Avec une interface graphique utilisateur – XML Spy • http://www.xmlspy.com – Turbo XML • http://www.extensibility.com

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Comment décrire sa structure XML ? • On décrit la structure de documents XML … Æ en utilisant des Langages d’Ecriture de Schémas XML i.e, … un vocabulaire pour exprimer des règles de validation sur la structuration de vos données XML. • les LES-XML spécifient: – la structure d’une instance de document • “cet élément contient ces éléments, qui contiennent ces autres éléments, etc…"

– le type de données (datatype) de chaque élément/attribut • “cet élément doit stocker un entier sur l’intervalle de 0 à 12 000" (les DTDs n’y arrivent pas trop !) LES-XML = Langage d’Ecriture de Schémas XML 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Quelques exemples • • • • •

DTD XML Schema RELAX NG Schematron …

• Les LESXML ouverts permettent toutes construction n’ayant pas été formellement interdite (Schematron) et les LESXML fermés interdisent toute chose n’ayant pas été autorisée (c’est le cas de la plupart y compris XML Schema). • Les LESXML Fermés sont plus sûrs que les LESXML ouverts mais moins extensibles. Des mécanismes sont fournis dans les LESXML comme XML Schema pour les laisser aussi ouverts que possibles pour qu’ils restent extensibles (limiter le risque de fermeture). Des vocabulaires comme RSS1.0 ne peuvent pas être exprimés avec XMLS. Les LESXML doivent être aussi neutres que possible et ne pas juger de la qualité de la structure et ne doivent pas rajoutés des contraintes par rapport à la spécification XML1.0 et les espaces de noms.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

•Le projet DSDL (Document Schema Definition Language) de l’ISO a établie une classification en couche plus structurée des LESXML. On distingue différentes catégories de LESXML, les LESXML : •

à base de règles,



à base de grammaire, ou



orientés objet.

•XML Schema est plus qu’un LESXML à base de grammaire. C’est un LESXML orientés objet car c’est une tentative de description de modèles de documents qui cherche à être le plus proche possible des méthodes de conception orientées objet. L’une des conséquence est l’importance de la notion de type. Si les éléments sont assimilés à des objets, les types sont les concepts les plus proches de la notion de classe et sont cruciaux pour exprimer la similarité des objets. La notion de dérivation et le mécanisme de substitution sont, quant à eux, définis pour correspondre à la notion d’héritage. Le PSVI joue un rôle clé comme outil de communication entre les programmes de traitement de schémas et les applications.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

•Les LESXML à base de règles ont la granularité la plus fine et laissent le contrôle règle par règle de ce a quoi une instance de document doit ressembler (e.g. Schematron). Comme il est toujours possible d’exprimer une contrainte sous la forme d’un ensemble de règles, ces langages sont considérés comme étant de plus bas niveau que les autres qui, par conséquent peuvent être construit au dessus d’eux.

•Les LESXML à base de grammaire agissent à un autre niveau et s’attachent à décrire la structure des documents (analogie à BNF, Backus-Naur Formulation, pour décrire la syntaxe des langages de programmation). Ces langages décrivent les différentes formes de nœud autorisés. Le plus populaire de ces langages est celui des DTD. RELAX-NG s’appuie aussi sur cette technique. Ces langages n’accordent que peu d’importance à la notion de type et de PSVI. Ils peuvent être perçus comme étant une forme concise de définition des contraintes portant sur la structure d’un document.

Highlights of XML Schemas •

XML Schemas are a tremendous advancement over DTDs: – Enhanced datatypes • 44+ versus 10 • Can create your own datatypes – Example: "This is a new type based on the string type and elements of this type must follow this pattern: ddd-dddd, where 'd' represents a digit". – Written in the same syntax as instance documents • less syntax to remember – Object-oriented'ish • Can extend or restrict a type (derive new type definitions on the basis of old ones) – Can express sets, i.e., can define the child elements to occur in any order – Can specify element content as being unique (keys on content) and uniqueness within a region – Can define multiple elements with the same name but different content – Can define elements with nil content – Can define substitutable elements - e.g., the "Book" element is substitutable for the "Publication" element.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

C’est parti ! • Convertissons la BookStore.dtd dans la syntaxe XML Schema – Conversion one-to-one, – Modification graduelle du XML Schema pour l’utilisation d’un typage fort

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

DTD

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

BookStore.dtd

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

ELEMENT ATTLIST

BookStore Author

#PCDATA Book

ID NMTOKEN

CDATA

ENTITY

C’est le vocabulaire que les DTDs fournissent pour définir votre nouveau vocabulaire.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Title Date

Publisher ISBN

XML Schema

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

http://www.w3.org/2001/XMLSchema

http://www.books.org (targetNamespace)

complexType element

BookStore Author

sequence Book

schema string

boolean

integer

Title

Publisher ISBN

Date

C’est le vocabulaire qu’XML Schemas fourni pour définir un nouveau vocabulaire Une différence entre XML Schemas et les DTD est que le vocabulaire XML Schema est associé à un nom (dit “espace de nom”). De la même manière que le vocabulaire que vous définissez doit être associé à un nom (espace de nom). Les DTDs ne sont pas associées avec un espace de nom [elles ont été définies antérieurement]. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

BookStore.xsd

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne







21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Un XML Schema est un document XML. Tout document XML débute par une déclaration XML qui contient une information spécifique pour tout analyseur de document XML. Elle indique que ce document est conforme à la version 1.0 de la norme XML.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Tous les schémas XML ont "schema" pour élément racine. xsd = xml-schema definition

Espaces de noms

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Les éléments et les types de données qui sont utilisés pour onstruire les schémas - schema - element - complexType - sequence - string Proviennent de l’espace de nom http://…/XMLSchema

Espace de noms XMLSchema http://www.w3.org/2001/XMLSchema complexType element sequence schema string integer

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

boolean

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Indique que les éléments définis dans ce schéma - BookStore - Book - Title - Author - Date - ISBN - Publisher Appartiennent à l’espace de nom http://…/books.org

Book Namespace (targetNamespace) http://www.books.org (targetNamespace)

BookStore Author Book Title

Publisher ISBN

Date

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

L’espace de nom par défaut est http://www.books.org soit le targetNamespace !

C’est une référence à une déclaration d’élément Book . Book de quel namespace ? Comme il n’y a pas de préfixe on référence l’élément Book du namespace par défaut, qui est le targetNamespace ! C’est donc une référence à la déclaration d’élément Book de ce schéma.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

C’est une directive pour chaque instance de document qui se conforme à ce schéma : Chaque élément, utilisé par l’instance de document et déclaré dans ce schéma, doit être qualifié par un namespace.

Référencer un schéma dans une instance de document XML 2 My Life and Times 1. Dit au schema-validator que Paul McCartney July, 1998 tous les éléments utilisé dans 94303-12021-43892 cette instance de document McMillin Publishing proviennent de l’espace de noms http://www.books.org ... namespace.

2. schemaLocation dit au schema-validator que l’espace de noms http://www.books.org est défini par BookStore.xsd (schemaLocation contient donc un couple de valeurs). 3. Dit au schema-validator que l’attribut schemaLocation que l’on utilise ici est défini dans l’espace de nom XMLSchema-instance. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

XMLSchema-instance Namespace

http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance

schemaLocation

type

noNamespaceSchemaLocation nil

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Référencer un schéma dans une instance de document XML targetNamespace="http://www.books.org"

schemaLocation="http://www.books.org BookStore.xsd"

BookStore.xsd - défini les éléments de l’espace de nom http://www.books.org

BookStore.xml - utilise les éléments de l’espace de noms http://www.books.org

Un schéma défini un nouveau vocabulaire. Une instance de document utilise ce nouveau vocabulaire. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Multiple niveau de validation

BookStore.xml

BookStore.xsd

Vérifie que BookStore.xml est un document XML conforme aux règles décrites dans BookStore.xsd

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

XMLSchema.xsd (schema-for-schemas)

Vérifie que BookStore.xsd est un document XML valide, i.e., qu’il est conforme aux règles décrites dans le schéma des schémas

valeurs par défaut pour minOccurs et maxOccurs • La valeur par défaut de minOccurs est "1" • La valeur par défaut de maxOccurs est "1" Equivalent!



21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

XMLSchema qualifié, targetNamespace par défaut http://www.w3.org/2001/XMLSchema

complexType element

http://www.books.org (targetNamespace)

BookStore Author

sequence

Book

schema

Title string

boolean

integer

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Date

Publisher ISBN

XMLSchema par défaut, targetNamespace qualifié http://www.w3.org/2001/XMLSchema

complexType element

http://www.books.org (targetNamespace)

BookStore Author

sequence

Book

schema string

boolean

integer

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Title Date

Publisher ISBN

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

http://…/XMLSchema est dorénavant l’espace de noms par défaut Par conséquent, il n’y pas de préfixe (qualificateurs) sur - schema - element - complexType - sequence - string

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Ici on référence un élément Book. Où est il défini ? dans quel namespace ? Le prefixe bk: indique l’espace de nom auquel l’élément appartient. bk: à été défini comme appartenant au targetNamespace.

"bk:" References the targetNamespace http://www.books.org (targetNamespace)

http://www.w3.org/2001/XMLSchema

complexType

BookStore

element

Author

sequence

Book

schema string

Title

boolean

Date

integer

bk Î bk:Book réfère à l’élément Book du targetNamespace. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Publisher ISBN

Imbriquer la déclaration d’éléments • Dans les exemples précédents on a déclaré un élément puis on a référencé sa déclaration. Alternativement, on peut imbriquer les déclarations d’éléments. • le slide suivant présente une manière alternative (et équivalente) de représenter le schéma utilisé jusqu’ici en utilisant les déclarations d’éléments imbriquées.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Conception en Poupées Russes

Toutes les déclarations d’éléments sont imbriquées, et nous ne les référençons +. Cette représentation est plus compacte.

Cette façon de concevoir les schémas – en imbriquant tout – est appelé conception en Poupées Russes. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Types anonymes 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

types anonymes(sans nom)

Types nommés Named type

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Le type peut être réutiliser par d’autres éléments.

La déclaration suivante :

Elément A référence le complexType foo.

est équivalente à : 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Elément A à la définition du complexType imbriqué dans la déclaration d’élément.

Pas les Deux!



21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Résumé de la déclaration d’éléments (2 façons de le faire) 1



un type simple Un entier (e.g., xsd:string) non négatif ou le nom d’un complexType (e.g., BookPublication)

2

… 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Un entier non négatif ou "unbounded"

• Attention la suite va être en anglais !!

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Problem • Defining the Date element to be of type string is unsatisfactory (it allows any string value to be input as the content of the Date element, including non-date strings). – We would like to constrain the allowable content that Date can have. Modify the BookStore schema to restrict the content of the Date element to just date values (actually, year values. See next two slides).

• Similarly, constrain the content of the ISBN element to content of this form: d-ddddd-ddd-d or d-ddd-ddddd-d or d-dd-dddddd-d, where 'd' stands for 'digit' 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

The date Datatype • • •

A built-in datatype (i.e., schema validators know about this datatype) This datatype is used to represent a specific day (year-month-day) Elements declared to be of type date must follow this form: CCYYMM-DD – range for CC is: 00-99 – range for YY is: 00-99 – range for MM is: 01-12 – range for DD is: • 01-28 if month is 2 • 01-29 if month is 2 and the gYear is a leap gYear • 01-30 if month is 4, 6, 9, or 11 • 01-31 if month is 1, 3, 5, 7, 8, 10, or 12 – Example: 1999-05-31 represents May 31, 1999

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

The gYear Datatype • A built-in datatype (Gregorian calendar year) • Elements declared to be of type gYear must follow this form: CCYY – range for CC is: 00-99 – range for YY is: 00-99 – Example: 1999 indicates the gYear 1999

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



(see example05) 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Here we are defining a new (user-defined) datatype, called ISBNType.

Declaring Date to be of type gYear, and ISBN to be of type ISBNType (defined above)

"I hereby declare a new type called ISBNType. It is a restricted form of the string type. Elements declared of this type must conform to one of the following patterns: - First Pattern: 1 digit followed by a dash followed by 5 digits followed by another dash followed by 3 digits followed by another dash followed by 1 more digit, or - Second Pattern: 1 digit followed by a dash followed by 3 digits followed by another dash followed by 5 digits followed by another dash followed by 1 more digit, or - Third Pattern: 1 digit followed by a dash followed by 2 digits followed by another dash followed by 6 digits followed by another dash followed by 1 more digit." These patterns are specified using Regular Expressions. In a few slides 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne we will see more of the Regular Expression syntax.

Equivalent Expressions



21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

The vertical bar means "or"

or ? • When do you use the complexType element and when do you use the simpleType element? – Use the complexType element when you want to define child elements and/or attributes of an element – Use the simpleType element when you want to create a new type that is a refinement of a builtin type (string, date, gYear, etc)

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Built-in Datatypes •

Datatypes primitifs – string – boolean – decimal – float – double – duration – dateTime – time – date – gYearMonth – gYear – gMonthDay

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



Atomic, built-in – "Hello World" – {true, false, 1, 0} – 7.08 – 12.56E3, 12, 12560, 0, -0, INF, -INF, NAN – 12.56E3, 12, 12560, 0, -0, INF, -INF, NAN – P1Y2M3DT10H30M12.3S – format: CCYY-MM-DDThh:mm:ss – format: hh:mm:ss.sss – format: CCYY-MM-DD – format: CCYY-MM – format: CCYY – format: --MM-DD Note: 'T' is the date/time separator INF = infinity NAN = not-a-number

Built-in Datatypes (cont.) •

Primitive Datatypes – – – – – – –

gDay gMonth hexBinary base64Binary anyURI QName NOTATION

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



Atomic, built-in – – – – – – –

format: ---DD (note the 3 dashes) format: --MM-a hex string a base64 string http://www.xfront.com a namespace qualified name a NOTATION from the XML spec

Built-in Datatypes (cont.) •

Derived types – normalizedString – token – language – IDREFS – ENTITIES – NMTOKEN – NMTOKENS – Name – NCName – ID – IDREF – ENTITY – integer – nonPositiveInteger

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



Subtype of primitive datatype – A string without tabs, line feeds, or carriage returns – String w/o tabs, l/f, leading/trailing spaces, consecutive spaces –

any valid xml:lang value, e.g., EN, FR, ...

– – – –

must be used only with attributes must be used only with attributes must be used only with attributes must be used only with attributes

– – – – – –

part (no namespace qualifier) must be used only with attributes must be used only with attributes must be used only with attributes 456 negative infinity to 0

Built-in Datatypes (cont.) •

Derived types – negativeInteger – long – int – short – byte – nonNegativeInteger – unsignedLong – unsignedInt – unsignedShort – unsignedByte – positiveInteger



Subtype of primitive datatype – negative infinity to -1 – -9223372036854775808 to 9223372036854775807 – -2147483648 to 2147483647 – -32768 to 32767 – -127 to 128 – 0 to infinity – 0 to 18446744073709551615 – 0 to 4294967295 – 0 to 65535 – –

0 to 255 1 to infinity

Note: the following types can only be used with attributes (which we will discuss later): ID, IDREF, IDREFS, NMTOKEN, NMTOKENS, ENTITY, and ENTITIES. Do Lab 3

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Creating your own Datatypes • A new datatype can be defined from an existing datatype (called the "base" type) by specifying values for one or more of the optional facets for the base type. • Example. The string primitive datatype has six optional facets: – – – – – –

length minLength maxLength pattern enumeration whitespace (legal values: preserve, replace, collapse)

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Example of Creating a New Datatype by Specifying Facet Values

2 3 4

1

1. This creates a new datatype called 'TelephoneNumber'. 2. Elements of this type can hold string values, 3. But the string length must be exactly 8 characters long and 4. The string must follow the pattern: ddd-dddd, where 'd' represents a 'digit'. (Obviously, in this example the regular expression makes the length facet 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne redundant.)

Another Example

This creates a new type called shape. An element declared to be of this type must have either the value circle, or triangle, or square. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Facets of the integer Datatype • The integer datatype has 8 optional facets: – totalDigits – pattern – whitespace – enumeration – maxInclusive – maxExclusive – minInclusive – minExclusive 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Example This creates a new datatype called 'EarthSurfaceElevation'. Elements declared to be of this type can hold an integer. However, the integer is restricted to have a value between -1290 and 29035, inclusive. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

General Form of Creating a New Datatype by Specifying Facet Values … Facets: - length - minlength - maxlength - pattern - enumeration - minInclusive - maxInclusive - minExclusive - maxExclusive 21/11/03; ... LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Sources: - string - boolean - number - float - double - duration - dateTime - time ...

Multiple Facets - "and" them together, or "or" them together?



An element declared to be of type TelephoneNumber must be a string of length=8 and the string must follow the pattern: 3 digits, dash, 4 digits.

An element declared to be of type shape must be a string with a value of either circle, or triangle, or square.

Patterns, enumerations =>Val "or" them together 21/11/03; LaMI, Université d’Evry d’Essonne All other facets => "and" them together

Creating a simpleType from another simpleType • Thus far we have created a simpleType using one of the built-in datatypes as our base type. • However, we can create a simpleType that uses another simpleType as the base. See next slide.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

This simpleType uses EarthSurfaceElevation as its base type.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Fixing a Facet Value • Sometimes when we define a simpleType we want to require that one (or more) facet have an unchanging value. That is, we want to make the facet a constant.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

simpleTypes which derive from this simpleType may not change this facet.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Error! Cannot change the value of a fixed facet!

Element Containing a User-Defined Simple Type Example. Create a schema element declaration for an elevation element. Declare the elevation element to be an integer with a range -1290 to 29035

5240 Here's one way of declaring the elevation element: 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Element Containing a User-Defined Simple Type (cont.)

Here's an alternative method for declaring elevation:

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

The simpleType definition is defined inline, it is an anonymous simpleType definition. The disadvantage of this approach is that this simpleType may not be reused by other elements.

Summary of Declaring Elements (three ways to do it) 1



2



3

… 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Derived Types • We can do a form of subclassing complexType definitions. We call this "derived types" – derive by extension: extend the parent complexType with more elements – derive by restriction: create a type which is a subset of the base type. There are two ways to subset the elements: • redefine a base type element to have a restricted range of values, or • redefine a base type element to have a more restricted number of occurrences.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



(see example06) 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Note that BookPublication extends the Publication type, i.e., we are doing Derive by Extension



Elements declared to be of type BookPublication will have 5 child elements - Title, Author, Date, ISBN, and Publisher. Note that the elements in the derived type are appended to the elements in the base type. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

ISBN

Title Date

Author

Publication

BookPublication Publisher

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Publication Title Author Date

"extends"

BookPublication ISBN Publisher

Do Lab 6

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Derive by Restriction

Elements of type SingleAuthorPublication will have 3 child elements - Title, Author, and Date. However, there must be exactly one Author element. 21/11/03; Universitétype d’Evry Valmust d’Essonne Note that inLaMI, the restriction you repeat all the declarations from the base type (except when the base type has an element with minOccurs="0" and the subtype wishes to delete it. See next slide).

Deleting an element in the base type

Note that in this subtype we have eliminated the Author element, i.e., the subtype is just comprised of an unbounded number of Title elements followed If the base type has an element with minOccurs="0", and the subtype wishes to by a single Date element. not have that element, then it can simply leave it out. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Derive by Restriction (cont.) •



You might (legitimately) ask: – why do I have to repeat all the declarations from the base type? Why can't I simply show the delta (i.e., show those declarations that are changed)? – What's the advantage of doing derived by restriction if I have to repeat everything? I'm certainly not saving on typing. Answer: – Even though you have to retype everything in the base type there are advantages to explicitly associating a type with a base type. In a few slides we will see element substitution - the ability to substitute one element for another. A restriction of element substitution is that the substituting element have a type that derives from the type of the element it is substituting. Thus, it is beneficial to link the type. – Also, later we will see that an element’s content model may be substituted by the content model of derived types. Thus, the content of an element that has been declared to be of type Publication can be substituted with a SingleAuthorPublication content since SingleAuthorPublication derives from Publication. We will discuss this type substitutability in detail later.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Prohibiting Derivations • Sometimes we may want to create a type and disallow all derivations of it, or just disallow extension derivations, or disallow restriction derivations. – Rationale: "For example, I may create a complexType and make it publicly available for others to use. However, I don't want them to extend it with their proprietary extensions or subset it to remove, say, copyright information." (Jon Cleaver)



Publication cannot be extended nor restricted

Publication cannot be restricted Publication cannot be extended

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Terminology: Declaration vs Definition • In a schema: – You declare elements and attributes. Schema components that are declared are those that have a representation in an XML instance document. – You define components that are used just within the schema document(s). Schema components that are defined are those that have no representation in an XML instance document.

Declarations: - element declarations - attribute declarations

Definitions: - type (simple, complex) definitions - attribute group definitions - model group definitions

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Terminology: Global versus Local • Global element declarations, global type definitions: – These are element declarations/type definitions that are immediate children of

• Local element declarations, local type definitions: – These are element declarations/type definitions that are nested within other elements/types.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



Local type definition

Local element declarations

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Global type definition

Global type definition

Global element declaration

Global vs Local … What s the Big Deal? • So what if an element or type is global or local. What practical impact does it have? – Answer: only global elements/types can be referenced (i.e., reused). Thus, if an element/type is local then it is effectively invisible to the rest of the schema (and to other schemas).

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Attributes • On the next slide I show a version of the BookStore DTD that uses attributes. Then, on the following slide I show how this is implemented using XML Schemas.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

BookStore.dtd

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Category (autobiography | non-fiction | fiction) #REQUIRED InStock (true | false) "false" Reviewer CDATA " "

(see example07) 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



"Instance documents are required to have the Category attribute (as indicated by use="required"). The value of Category must be either autobiography, non-fiction, or fiction (as specified by the enumeration facets)." Note: attributes can only have simpleTypes (i.e., attributes cannot have child elements).

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Summary of Declaring Attributes (two ways to do it) 1



xsd:string xsd:integer xsd:boolean ...

2

required optional prohibited

… 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

The "use" attribute must be optional if you use default or fixed.

use --> use it only with Local Attribute Declarations • The "use" attribute only makes sense in the context of an element declaration. Example: "for each Book element, the Category attribute is required". • When declaring a global attribute do not specify a "use"

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

… …

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Local attribute declaration. Use the "use" attribute here. Global attribute declaration. Must NOT have a "use" ("use" only makes sense in the context of an element)

Inlining Attributes • On the next slide is another way of expressing the last example - the attributes are inlined within the Book declaration rather than being separately defined in an attributeGroup.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



(see example08)

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Notes about Attributes • The attribute declarations always come last, after the element declarations. • The attributes are always with respect to the element that they are defined (nested) within. … "bar and boo are attributes of foo" 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

These attributes apply to the element they are nested within (Book) That is, Book has three attributes - Category, InStock, and Reviewer.



Do Lab 8.a,

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Element with Simple Content and Attributes Example. Consider this: 5440 The elevation element has these two constraints: - it has a simple (integer) content - it has an attribute called units How do we declare elevation? (see next slide)

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

1 2 3

1. elevation contains an attribute. - therefore, we must use 2. However, elevation does not contain child elements (which is what we generally use to indicate). Instead, elevation contains simpleContent. 3. We wish to extend the simpleContent (an integer) ... 4. with an attribute.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

4

elevation - use Stronger Datatype • In the declaration for elevation we allowed it to hold any integer. Further, we allowed the units attribute to hold any string. • Let's restrict elevation to hold an integer with a range 0 - 12,000 and let's restrict units to hold either the string "feet" or the string "meters"

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Summary of Declaring Elements 1. Element with Simple Content. Declaring an element using a built-in type: Declaring an element using a user-defined simpleType: An alternative formulation of the above shapes example is to inline the simpleType definition: 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Summary of Declaring Elements (cont.)

2. Element Contains Child Elements Defining the child elements inline:

An alternate formulation of the above Person example is to create a named complexType and then use that type: 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Summary of Declaring Elements (cont.) 3. Element Contains a complexType that is an Extension of another complexType 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Summary of Declaring Elements (cont.) 4. Element Contains a complexType that is a Restriction of another complexType 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Summary of Declaring Elements (concluded) 5. Element Contains Simple Content and Attributes

Example. Large, green, sour

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

complexContent versus simpleContent • With complexContent you extend or restrict a complexType • With simpleContent you extend or restrict a simpleType



versus

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

X must be a complexType

… Y must be a simpleType

Do Lab 8.b, 8.c

Expressing Alternates DTD:

XML Schema:



(see example10)

Note: the choice is an exclusive-or, that is, transportation can contain only one element - either train, or plane, or automobile. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Expressing Repeatable Choice DTD:

XML Schema:





(see example 11) Notes: 1. An element can fix its value, using the fixed attribute. 2. When you don't specify a value for minOccurs, it defaults to "1". Same for maxOccurs. See the last example (transportation) where we used a element with no minOccurs or maxOccurs. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

fixed/default Element Values • When you declare an element you can give it a fixed or default value. – Then, in the instance document, you can leave the element empty.

… 0 or equivalently: 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

… red or equivalently:

Using and DTD:

XML Schema:





21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Expressing Any Order Problem: create an element, Book, which contains Author, Title, Date, ISBN, and Publisher, in any order (Note: this is very difficult and ugly with DTDs).

XML Schema:



(see example 12) 21/11/03; LaMI, Université d’Evry d’Essonne means thatVal Book must contain all five child elements, but

they may occur in any order.

Constraints on using • Elements declared within must have a maxOccurs value of "1" (minOccurs can be either "0" or "1") • If a complexType uses and it extends another type, then that parent type must have empty content. • The element cannot be nested within either , , or another • The contents of must be just elements. It cannot contain or Do Lab 9

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Empty Element DTD:

Schema:





(see example 13) Instance doc (snippet):



21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Do Lab 10

No targetNamespace (noNamespaceSchemaLocation) • •



Sometimes you may wish to create a schema but without associating the elements with a namespace. The targetNamespace attribute is actually an optional attribute of . Thus, if you don’t want to specify a namespace for your schema then simply don’t use the targetNamespace attribute. Consequences of having no namespace – 1. In the instance document don’t namespace qualify the elements. – 2. In the instance document, instead of using schemaLocation use noNamespaceSchemaLocation.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne



(see example14)

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Note that there is no targetNamespace attribute, and note that there is no longer a default namespace.

My Life and Times Paul McCartney 1998 1-56592-235-2 McMillin Publishing … (see example14) 1. Note that there is no default namespace declaration. So, none of the elements are associated with a namespace. 2. Note that we do not use xsi:schemaLocation (since it requires a pair of values - a namespace and a URL to the schema for that namespace). Instead, we use xsi:noNamespaceSchemaLocation.

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

-STOP- -STOP- -STOP- -STOP-

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Regular Expressions • Recall that the string datatype has a pattern facet. The value of a pattern facet is a regular expression. Below are some examples of regular expressions: Regular Expression - Chapter \d - Chapter \d - a*b - [xyz]b - a?b - a+b 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne - [a-c]x

Example - Chapter 1 - Chapter 1 - b, ab, aab, aaab, … - xb, yb, zb - b, ab - ab, aab, aaab, … - ax, bx, cx

Regular Expressions (cont.) • Regular Expression – – – – – – – – – –

[a-c]x [-ac]x [ac-]x [^0-9]x \Dx Chapter\s\d (ho){2} there (ho\s){2} there .abc (a|b)+x

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

• Example – – – – – – – – –

ax, bx, cx -x, ax, cx ax, cx, -x any non-digit char followed by x any non-digit char followed by x Chapter followed by a blank followed by a digit

hoho there ho ho there any (one) char followed by abc

– ax, bx, aax, bbx, abx, bax,...

Regular Expressions (cont.) • a{1,3}x • a{2,}x • \w\s\w

• [a-zA-Z-[Ol]]*

• \. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

• ax, aax, aaax • aax, aaax, aaaax, … • word character (alphanumeric plus dash) followed by a space followed by a word character • A string comprised of any lower and upper case letters, except "O" and "l" • The period "." (Without the backward slash the period means "any character")

Regular Expressions (cont.) • • • • • • • • • • • • • • • •

\n \r \t \\ \| \\^ \? \* \+ \{ \} \( \) \[ \]

• • • • • • • • • • • • • • • •

linefeed carriage return tab The backward slash \ The vertical bar | The hyphen The caret ^ The question mark ? The asterisk * The plus sign + The open curly brace { The close curly brace } The open paren ( The close paren ) The open square bracket [ The close square bracket ]

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Regular Expressions (concluded) • • • • • • •

\p{L} \p{Lu} \p{Ll} \p{N} \p{Nd} \p{P} \p{Sc}

• • • • • • •

A letter, from any language An uppercase letter, from any language A lowercase letter, from any language A number - Roman, fractions, etc A digit from any language A punctuation symbol A currency sign, from any language

$45.99 ¥300 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

"currency sign from any language, followed by one or more digits from any language, optionally followed by a period and two digits from any language"

Example R.E. [1-9]?[0-9]|1[0-9][0-9]|2[0-4][0-9]|25[0-5] 0 to 99

100 to 199

200 to 249 250 to 255

This regular expression restricts a string to have values between 0 and 255. … Such a R.E. might be useful in describing an IP address ...

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

IP Datatype Definition Datatype for representing IP addresses. Examples, 129.83.64.255, 64.128.2.71, etc. This datatype restricts each field of the IP address to have a value between zero and 255, i.e., [0-255].[0-255].[0-255].[0-255] Note: in the value attribute (above) the regular expression has been split over two lines. This is for readability purposes only. In practice the R.E. would all be on one line. 21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

Regular Expression Parser • Want to test your skill in writing regular expressions? Go to: http://www.xfront.org/xml-schema/ – Dan Potter has created a nice Web page which allows you to type in a regular expression and then type in a string. Dan's parser will then determine if your string conforms to your regular expression.

Do Lab 5

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne

21/11/03; LaMI, Université d’Evry Val d’Essonne